春光油田超稠油在水蒸氣作用下的組成變化研究

袁光喜，許承陽

（1.中石化河南油田分公司新疆采油廠，新疆奎屯 834032；2.中石油青海油田鉆采工藝研究院，甘肅敦煌 736202）

春光油田超稠油在水蒸氣作用下的組成變化研究

袁光喜1，許承陽2

（1.中石化河南油田分公司新疆采油廠，新疆奎屯 834032；2.中石油青海油田鉆采工藝研究院，甘肅敦煌 736202）

春光油田春10區(qū)塊位于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起車排子凸起，含油面積6.9km2，地質(zhì)儲量1 152×104t，油藏埋深900-1 030m，油層厚度1.2～5.2m；油藏溫度下原油黏度22 000～98 000mPa·s，屬于中深薄層超稠油，在地層條件下不具流動性。采用注蒸汽開發(fā)，考察了水蒸氣不同作用溫度和時(shí)間下的春光油田超稠油黏度、碳數(shù)組成和組成的變化規(guī)律。

油田；超稠油；水蒸氣；變化

1 實(shí)驗(yàn)預(yù)處理

1.1 原油脫水處理

采用沉降脫水法：將含水稠油置于高壓反應(yīng)釜中，抽真空，用N2置換空氣，充填N2后，升溫至90～110℃，攪拌30min后關(guān)閉攪拌器，靜置恒溫24h，降溫后，放出下層水，打開反應(yīng)釜，取出上層稠油，分析含水量。若含水量超過3%，則按此方法繼續(xù)脫水，直到含水量0～5%為止。通常經(jīng)過2～3次的加熱、靜置、沉降后（大約3d時(shí)間）可達(dá)到含水率要求。

優(yōu)選春10Ⅱ1-7-8H和春10Ⅱ2-7-8H原油分別代表NS1Ⅱ1和NS1Ⅱ2兩個(gè)主力層位的原油進(jìn)行研究。

1.2 原油黏度測試

采用DV-Ⅱ+型黏度計(jì)測定。

1.3 原油組成測試

采用四組分實(shí)驗(yàn)方法。

1.4 原油烴類碳數(shù)分布測試

采用Agilent色質(zhì)譜儀GC-MASS7890A/5975C進(jìn)行分析，脫水后的原油采用C6烴稀釋，注入到GC-MASS中，將得到的譜圖采用歸一化處理得到不同組分的含量。

較詳細(xì)烴餾分的烴分布測定可有助于研究裂解反應(yīng)前后稠油中烴類組成的變化。分析方法是將稠油餾分試樣氣化后隨載氣通過高分辨率毛細(xì)管柱，使正庚烷以前輕烴、C8～C40正構(gòu)烷烴與異構(gòu)烷烴分離，用火焰離子化檢測器檢測，以面積歸一法計(jì)算各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。色譜柱的固定相為聚甲基硅氧烷（SE-30、OV-1 等）交聯(lián)的石英毛細(xì)管柱，最高使用溫度不低于 320℃，柱長 30～60m，內(nèi)徑0.22～0.25mm，柱效不低于3 000 理論板/m。

2 處理溫度與時(shí)間對稠油黏度的影響

2.1 水蒸氣不同作用溫度對黏度的影響

從溫度對稠油黏度的影響看，溫度越高，黏度越低。當(dāng)加熱溫度升到280℃后，同樣恒溫時(shí)間下黏度下降幅度非常大。恒溫8h時(shí)溫差同樣為40℃范圍內(nèi)，180℃升到220℃，200℃升到240℃，以及240℃升到280℃，春10Ⅱ1-7-8H稠油在3個(gè)溫度段時(shí)黏度分別下降3.1%、7.1%和22.2%；對于春10Ⅱ2-7-8H稠油，3個(gè)溫度段時(shí)黏度分別下降5.3%、12%和14%。可見溫度超過240℃后黏度下降幅度隨著溫度的上升而大幅度下降，這也就是采用高干度蒸汽開采稠油的主要原因。

2.2 水蒸氣不同作用時(shí)間對粘度的影響

加熱溫度180～220℃時(shí)，加熱時(shí)間延長，黏度下降；恒溫時(shí)間在12～36h內(nèi)，黏度下降幅度較大，超過36h后黏度下降幅度變小。從曲線斜率看，加熱時(shí)間以36h為宜。

3 處理溫度與時(shí)間對稠油組成的影響

3.1 水蒸氣不同作用時(shí)間對稠油組成的影響

溫度一定時(shí)，時(shí)間越長，飽和分與芳香分含量越高，通過時(shí)間與含量的關(guān)系可知，恒溫時(shí)間36h內(nèi)較合適。

春10Ⅱ1-7-8H油較低溫度（180℃）下，膠質(zhì)含量隨著時(shí)間增加而緩慢增加，說明有較多的膠質(zhì)產(chǎn)生；在200～220℃時(shí)，膠質(zhì)含量在12h內(nèi)隨著時(shí)間增加而增加，加熱時(shí)間在24h后膠質(zhì)含量開始下降；溫度在240～280℃時(shí)膠質(zhì)則隨加熱時(shí)間的增加而下降，說明膠質(zhì)和瀝青質(zhì)在高溫下均容易裂解。

春10Ⅱ2-7-8H油來在180℃時(shí)，24h之前，膠質(zhì)含量下降，瀝青質(zhì)略有提高，恒溫時(shí)間在36h后，瀝青質(zhì)開始下降。這就說明在低溫（180℃）下，膠質(zhì)又縮合而成為瀝青質(zhì)，水熱反應(yīng)程度很弱，較高溫度下，瀝青質(zhì)裂解程度高于膠質(zhì)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，膠質(zhì)開始緩慢下降。

4 處理溫度與時(shí)間對稠油碳數(shù)分布的影響

4.1 高溫水蒸氣作用對春10Ⅱ2-7-8H原油的碳數(shù)分布影響

180～220℃時(shí)隨著恒溫時(shí)間的增加，大于C31的組分含量逐漸下降，而且下降幅度較大，C26～C30組分也有較小程度的下降，C2～C25、C16～C20組分有所增加；當(dāng)溫度升到240℃后，C31～C35組分是主要的裂解對象，C26～C30的裂解量也較大，另外，C21～C25組分也有所減少。當(dāng)溫度升到280℃后，輕組分C11～C15明顯增加，C26～C35量比8h的量減少5.31%，同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)高于C36組分及小于C10組分有所增加，說明在280℃下有部分縮合反應(yīng)及低分子氣體產(chǎn)生，這是高溫裂解的典型特征。

4.2 高溫水蒸氣作用對春10Ⅱ1-7-8H原油的碳數(shù)分布影響

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，在溫度180～240℃時(shí)，＜C20組分隨著恒溫時(shí)間延長，含量上升，C31～C40組分則逐漸下降。220℃以下時(shí)，C21-C25隨著恒溫時(shí)間延長而增加；溫度240℃時(shí)，C21-C25組分隨著恒溫時(shí)間的增加先增后減。280℃時(shí)，C26-C30和C31-C35含量均下降，碳數(shù)越高的組分降解程度越大。

Study on Composition Variation of Super Heavy Oil in Spring Oil Field Under Water

Yuan Guang-xi，Xu Cheng-yang

The spring 10 block of Chunhua Oil field is located in the west of Junggar Basin.The oil-bearing area is 6.9km2，the geological reserves is 1152×104t，the depth of the reservoir is 900-1030m，the oil thickness is 1.2-5.2m ；the crude oil Viscosity of 22000～98000mPa.s，belonging to the middle and deep thin layer of super heavy oil，in the formation conditions are not flow ability，the use of steam injection development，inspection of different effects of water vapor temperature and time of spring oil field super heavy oil viscosity，And the composition of the composition of the law.

oil field；super heavy oil；water vapor；change

TE311

A

1003–6490（2017）10–0125–01

2017–07–03

袁光喜（1970—），男，湖北鐘祥人，高級工程師，主要從事采油工藝研究及應(yīng)用工作。